• 대한치과기공학회지
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• 제44권3호
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• pp.67-75
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• 2022

Purpose: This study aimed to comparatively evaluate the stress distribution of bones surrounding the implant system to which both titanium and polyetheretherketone (PEEK) abutments are applied using a three-dimensional finite element analysis. Methods: The three-dimensional implant system was designed by the computer-aided design program (CATIA; Dassault Systemes). The discretization process for setting nodes and elements was conducted using the HyperMesh program (Altair), after finishing the design of each structure for the customized abutment implant system. The results of the stress analysis were drawn from the Abaqus program (Dassault Systèmes). This study applied 200 N of vertical load and 100 N of oblique load to the occlusal surface of a mandibular first molar. Results: Under external load application, the PEEK-modeled dental implant showed the highest von Mises stress (VMS). The lowest VMS was observed in the Ti-modeled abutment screws. In all groups, the VMS was observed in the crestal regions or necks of implants. Conclusion: The bones surrounding the implant system to which the PEEK abutment was applied, such as the cortical and trabecular bones, showed stress distribution similar to that of the titanium implant system. This finding suggests that the difference in the abutment materials had no effect on the stress distribution of the bones surrounding implants. However, the PEEK abutments require mechanical and physical properties improved for clinical application, and the clinical application is thought to be limited.

• 터널과지하공간
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• 제32권6호
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• pp.411-434
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• 2022

사용후핵연료의 심층처분 개념에서 근계영역 암반은 열-수리-역학적 복합거동을 하게 되는 것으로 잘 알려져있다. 이러한 복합거동 과정에서 암석의 여러 물성들은 변화하는데, 이러한 물성변화를 합리적으로 반영하는 경우 고준위방사성폐기물 처분장의 장기안정성의 평가를 위해 활용되는 해석 및 현장시험의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 이를 위해 본 기술보고에서는 암석의 열-수리-역학적 간접복합거동에 관한 국내외 연구사례를 조사하고 분석하였다. 특히, 간접복합거동의 대표적인 사례 중 지하수에 의한 포화 및 온도 증가에 따른 암석의 여러 물성 변화, 응력 변화에 의한 투수계수 변화를 중점적으로 조사·요약하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권6호
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• pp.8-17
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• 2022

항공기 날개에 사용되는 스킨-스트링거 패널은 기계적 체결과 접착 체결로 인하여 응력 집중과 접착 분리가 발생할 수 있다. 이를 고려하여, 3차원 직조 복합재료를 이용해 스킨과 스트링거를 일체시킨 패널을 설계하였다. 본 논문에서는 일체형 패널의 기계적 물성을 예측하기 위하여 기하학적 모델링 기법을 제안하였다. 시편의 기하학적 변수를 측정하고 섬유 다발의 패턴을 함수식으로 정의해 기하학적 모델링을 수행하였다. 이를 검증하기 위하여 iso-strain, iso-stress 가정을 사용한 가중평균모델을 통해 각 부재의 기계적 물성을 예측하고 유한요소해석을 수행해 압축시험 결과와 비교하였다. 제안한 기하학적 모델링 기법을 통해 스킨-스트링거 일체형 패널의 기계적 물성을 실험적 방법보다 효율적으로 예측하였다.

• 지질공학
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• 제32권4호
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• pp.547-558
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• 2022

2020년 8월 집중호우로 인하여 전라남도 곡성지역에 토석류가 발생하여 5명이 사망하는 재난이 발생하였다. 이 지역을 대상으로 하여 사진 측량을 통해 0.03 m의 고해상도 지형정보를 구축하고 토사의 붕괴량을 측정하였다. 또한 Flo-2D를 이용하여 토석류의 유량과 지형정보의 차이에 따라 유동심, 유속, 확산면적에 대하여 민감도 분석을 수행하였다. 유량이 높아질수록 토석류의 유동심, 유속, 확산면적이 높아지며 고해상도 지형정보와 저해상도 지형정보와의 결과 차이도 높아지는 것으로 나타났다. 그리고, 고해상도의 지형정보를 적용하였을 때 실제의 토석류 흐름방향과 유사하게 계산되어 고해상도 지형정보의 적용이 토석류 해석 결과의 정확성을 높이는 결과를 정량적으로 분석하였다. 추가로 항복응력과 점성과 같은 지질정보에 대해 고려하면 전반적으로 실제 토석류의 확산 정보보다 작게 계산된 결과를 보완할 수 있을 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제15권4호
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• pp.245-252
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• 2009

Poly(lactic acid) (PLA) 용융방사공정의 속도, 직경, 온도, 인장응력 분포를 구하기 위해 수치모사를 실시하였다. 유한차분법을 이용하여 반지름 방향으로의 온도분포곡선을 구하였다. 방사속도 1 km/min에서 5 km/min까지 방사속도에 따른 PLA 방사공정의 변화와 poly(ethylene terephthalate) (PET)와의 거동을 비교해 보았고, 방사공정변수가 섬유 중심부와 표면과의 온도차에 미치는 영향을 살펴보았다. PLA는 용융온도가 PET에 비해 낮음에도 불구하고 동일 방사조건에서 더딘 냉각속도를 보였고 방사거리에 따른 방사속도의 증가도 PET가 더 빠른 양상을 나타내었다. PLA의 섬유중심부와 섬유표면과의 온도차는 약 4.6 K에 이르렀는데, 이는 PET의 10.4 K에 비하여 낮은 값이다. PLA 섬유중심부와 표면과의 온도차는 냉각풍속도와 방사온도가 증가할수록 증가하였고, 냉각풍 온도가 감소할수록 증가하는 경향을 나타내었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.37-44
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• 2009

본 연구에서는 대표적인 원위치현장시험인 CPT의 콘관입치 $q_c$ 값을 이용하여 말뚝의 극한수평단위지지력과 극한수평지지력을 산정하는 예측식들을 제안하고, 검증하였다. 일반적으로 기존 극한수평단위지지력과 극한수평지지력은 사질토지반에서 중요한 요소인 상대밀도, 연직응력, 그리고 다양한 토압계수들에 대한 함수로 표현하여 왔다. 하지만 이들은 수평음력에 대한 영향을 고려하지 않았으며, 말뚝 주변지반이 단 일층으로 구성되어 있다고 가정하여 실제 현장에서의 영향을 고려하지 않았다. 따라서 본 연구에서는 이에 대한 영향을 고려할 수 있는 CPT 결과를 이용한 극한수평단위지지력 산정식과 극한수평지지력을 산정하는 방법을 제안하였다. 이는 순수사질토에 대상으로 하고 있으며, 그에 대한 해석을 위해 적합한 대상지반을 대상으로 제안된 산정식의 신뢰성을 확보하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권10호
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• pp.151-161
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• 2007

EPS는 자립안정성이 우수한 특성으로 인하여 세계적으로 건설현장에 널리 쓰이고 있다. EPS 공법은 일반적인 시공초기에 관하여 주로 연구되어 있고, EPS 재료의 내구성 및 적용지반의 장기거동에 관한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는EPS가 적용된 교대배면 뒷채움 지반의 장기 거동특성을 파악하기 위하여 EPS재료의 내구성 및 크리프 특성 분석, 시추조사, 현장 및 실내시험을 수행하였으며, 각종 시험결과 및 시공시 측정한 지반거동 계측자료를 고려한 유한요소해석을 통하여 장기 지반거동 특성을 파악한 결과, EPS 공법의 하중경감 효과에 의한 침하량 감소, 교대에 작용하는 응력감소 효과 및 측방유동 방지대책으로 우수한 적용성을 확인할 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제33권5호
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• pp.205-213
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• 2023

This paper reports the results of an experimental examination using X-rays to test annealing materials for lapped bearing steel (STB2), to confirm the validity of the weighted averaging analysis method. The distribution behavior for the α_𝜓-sin²𝜓 diagram and the presence or absence of differences in the peak method, half-value breadth method, and centroid method were investigated. When lapping the annealed bearing steel (STB2) material, a residual stress state with a non-directional steep gradient appeared in the surface layer, and it was found that the weighted averaging analysis method was effective. If there is a steep stress gradient, the sin²𝜓 diagram is curved and the diffraction intensity distribution curve becomes asymmetric, resulting in a difference between the peak method, half-value breadth method, and centroid method. This phenomenon was evident when the stress gradient was more than 2~3 kg/mm²/㎛. In this case, if the position of the diffraction line is determined using the centroid method and the weighted averaging analysis method is applied, the stress value on the surface and the stress gradient under the surface can be obtained more accurately. When the stress gradient becomes a problem, since the curvature of the sin²𝜓 diagram appears clearly in the region of sin²𝜓 > 0.5, it is necessary to increase the inclination angle 𝜓 as much as possible. In the case of a lapping layer, a more accurate value can be obtained by considering 𝜎₃ in the weighted averaging analysis method. In an isotropic biaxial residual stress state, the presence or absence of 𝜎₃ can be determined as the presence or absence of strain for sin²𝜓≈0.4.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.251-251
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• 2021

최근 기후변화로 인한 집중호우의 영향으로 홍수 시 댐으로의 유입량이 설계 당시보다 증가하여 댐의 안전성 확보가 필요하다(감사원, 2003). 이에 건설교통부(2003)는 기후변화와 댐 노후화에 대비하여 치수능력증대사업을 추진하여 댐의 홍수배제능력을 확보하였고, 환경부(2020)에서는 40년 이상 경과된 댐을 대상으로 스마트 안전관리체계 구축을 통한 선제적 보수보강, 성능개선 및 자산관리로 댐의 장수명화를 목적으로 댐의 국가안전대진단을 추진하고 있다. 이에 본 연구에서는 댐 시설(여수로)의 노후도 평가 시 활용 될 수 있는 여수로 표면손상 원인규명에 대하여 3차원 수치모형(FLOW-3D 및 COMSOL Multiphysics)을 통해 검토하고자 한다. 연구대상 댐은 𐩒𐩒댐으로 지형 및 여수로를 구축하였으며, 계획방류량(200년 빈도) 및 최대방류량(PMF) 조건에서 모의를 수행하였다. 수치모의 계산의 정확도 검토를 위하여 Baffle의 설치를 통하여 시간에 따른 유량의 변화를 설계 값과 비교하였고 오차가 1.0% 이내를 만족하는 것을 확인하였다. 여수로 표면손상의 다양한 원인 중 기존연구(USBR, 2019)를 통하여 공동침식(Cavitation Erosion) 및 수력잭킹(Hydraulic Jacking)에 초점을 두었으며 방류조건 별 공동지수(Cavitation Index)산정을 통하여 공동침식 위험 구간을 확인하였다. 이음부의 균열 및 공동으로 인한 표층부 콘크리트의 탈락현상을 가속화시키는 수력잭킹 검토를 위하여 국부모형을 구축하였고 음압력(Negative Pressure), 정체압력(Stagnation Pressure), 양압력(Uplift Pressure)의 분포를 확인하였다. 최종적으로 COMSOL Multiphysics를 통하여 압력분포에 따른 구조해석을 수행하여 폰 미세스(Von Mises) 등가응력 및 변위를 검토하여 콘크리트의 탈락가능성을 확인하였다. 본 연구는 여수로 공동부 및 균열부에서의 손상메커니즘을 확인할 수 있는 기초적인 연구이지만 향후에는 다양한 지형조건 및 흐름조건에서의 압력분포 분석 및 유체-구조물 상호작용(Fluid-Structure Interaction, FSI)모의를 수행한다면 구조물 노후도 및 잔존수명 평가에 필요한 손상한계함수 도출이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.165-175
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• 2010

최근에 물류비 절감, 교통 편의성 개선, 지역발전 등 정치, 경제, 사회적 요구에 따라 장대 해저터널 건설의 필요성이 증가하고 있다. 또한, 도심지에 건설되는 도로 및 철도터널에서도 터널의 장대화에 따라 공사용 및 환기용 수직구의 설치가 필수적이다. 수직구 굴착 후 설치되는 콘크리트 라이닝의 설계시 결정해야할 요소는 직경, 단면두께, 소요철근량 등이다. 이러한 수직구 직경, 하중조건, 지반조건을 고려하여 최적의 라이닝 단면설계를 위해서는 많은 구조검토가 필요하다. 본 연구에서는 이러한 다양한 조건에 대하여 구조해석을 수행하여 라이닝 단면설계도표를 제시하였다. 제안된 도표를 이용하여 간편하게 규모 및 하중조건에 따른 라이닝 단면두께 및 소요철근량 산정이 가능하다.